“人工智能，我的另一雙眼”

汪茂盛

10月8日早上8時，雖然正值國慶假期，但在重慶郵電大學(xué)圖像認(rèn)知實驗室里，“圖像認(rèn)知”重慶重點實驗室副主任肖斌仍如往常一樣，坐在辦公桌前，盯著兩塊碩大屏幕上顯示的每一個實驗數(shù)據(jù)。

“我們做圖像認(rèn)知研究的，用大屏能看得更快、更準(zhǔn)?！碧岬阶郎系摹皹?biāo)配”，肖斌解釋道，“我喜歡開闊的視野?！?/p>

從肖斌身后的窗戶望去，是綿延不盡的山丘。不斷追求視野的高度與廣度，是肖斌在人工智能圖像認(rèn)知研究路上秉承的理念，更是他的人生追求。

從云陽縣的大山到山外求學(xué)，從穿越戈壁灘的迷茫到孤注一擲返鄉(xiāng)，從醫(yī)學(xué)的門外漢到帶領(lǐng)團(tuán)隊完成全球首個嬰幼兒心音數(shù)據(jù)庫……“以前我用眼睛來認(rèn)識世界，現(xiàn)在，人工智能成了我的另一雙眼?！毙け笳f，這雙“眼”，帶領(lǐng)著他往人工智能研究領(lǐng)域的更深處邁進(jìn)。

一場考哭了的考試

“小時候，我的眼里是巍峨的高山，蜿蜒的澎溪河和走不完的山路。”肖斌回憶幼時求學(xué)的經(jīng)歷，不禁感嘆。

1982年，肖斌出生在云陽縣渠馬鎮(zhèn)白云村。父親肖啟建是一名村小老師，也是肖斌最崇敬的人。

從小，肖斌就立志像父親一樣，做一名人民教師。1997年6月，他參加了中等師范學(xué)?？荚?。當(dāng)時，中師考試是跳出農(nóng)門的熱門選擇，除了正試外還有一門難度較大的加試?！耙怀隹紙鑫揖涂蘖?，覺得自己上不了?！彼蟹N不好的預(yù)感。

幾周后，肖斌的同學(xué)們陸陸續(xù)續(xù)收到了錄取通知書，父親肖啟建坐不住了，花了一天時間專程趕往報考的云陽縣中等師范學(xué)校詢問。

“我們這兒沒有你孩子的錄取信息。”校方的回復(fù)讓肖啟建慌了。兒子成績不錯，怎么會落榜？第二天，他又來到縣教育局，結(jié)果被告知萬州一中的高師班將兒子錄取了。

原來，原萬縣市（現(xiàn)萬州區(qū)）為了培養(yǎng)高等教育人才，在云陽、奉節(jié)、巫溪等地錄取了45名優(yōu)秀學(xué)生組成高師班，每月給予每名學(xué)生45元補助直到高中畢業(yè)。肖斌沒想到，這場把他“考哭了”的考試，成了他走出農(nóng)村的“鑰匙”。

大山外的新奇世界還未體驗，高師班的壓力便隨之而來。不算主科的計算機課，成了肖斌高中時期的“歡樂新天地”。

“未來是個信息時代，你選計算機相關(guān)專業(yè)吧?！毙け笤谔顖蟾呖贾驹笗r，語文老師何伯運的一句話，帶領(lǐng)他走入了陜西師范大學(xué)應(yīng)用電子專業(yè)的大門。

大一入學(xué)不久，肖斌便展現(xiàn)出了超強的理科學(xué)習(xí)能力，他利用一臺攢錢買來的二手電腦，過起了“白天教室學(xué)理論，晚上宿舍敲指令”的日子。大四上學(xué)期，他順利保研成為該校物理學(xué)與信息技術(shù)學(xué)院教授王晅的開門弟子。

王晅給了肖斌一個設(shè)計陜西省黨員管理系統(tǒng)的項目。陜西省黨員數(shù)量很大，要按照年齡、性別、職位等信息進(jìn)行分類，工作量可想而知。肖斌試探著問導(dǎo)師：“這個項目我們幾個人做呀？”

“就你一個人。”導(dǎo)師王晅的回答讓從未獨自承擔(dān)過大型項目的肖斌倍感壓力。從那天起，實驗室就成了他的寢室。

一整年，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，肖斌撰寫了4萬行指令，終于把系統(tǒng)設(shè)計完成?！澳且豢?，我親身感受到學(xué)習(xí)計算機的價值?！蓖瑫r，在這個項目中，他也確定了自己對圖像認(rèn)知的興趣。

研究生畢業(yè)前夕，成績優(yōu)異的肖斌收到西安電子科技大學(xué)教授馬建峰的保送讀博邀請。“我謝絕了，因為經(jīng)濟(jì)壓力大，我只想回重慶工作。”但投給重慶高校的自薦書卻石沉大海，肖斌最后選擇去愛人家鄉(xiāng)的寧夏大學(xué)擔(dān)任講師。

“那兩年時間，我感覺自己被繁重的教學(xué)任務(wù)給框住了。”肖斌陷入了躊躇不安的境地。2008年末，整理年終總結(jié)時，肖斌猛然發(fā)現(xiàn)，一整年他未發(fā)表過一篇高質(zhì)量論文。他隨即聯(lián)系馬建峰教授，希望能夠讀博深造，得到的答案卻是已錯過了保博機會，只有參加考試。

肖斌沒有氣餒，白天教書，晚上備課，深夜學(xué)習(xí)，第二年他成功考入西安電子科技大學(xué)計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)專業(yè)，攻讀博士學(xué)位。

“我有著濃厚的故土情結(jié)?！陛氜D(zhuǎn)過重慶、陜西、甘肅多地的肖斌，2012年博士一畢業(yè)，便直奔重慶郵電大學(xué)，這一待就是4年。

找尋切開心臟的“手術(shù)刀”

2016年9月初，肖斌從海外交流學(xué)習(xí)歸來，接到一個重要任務(wù)——國家衛(wèi)生健康委員會希望重慶郵電大學(xué)能夠在診斷先天性心臟病的輔助檢查方向上開展研究。

隔行如隔山。作為醫(yī)學(xué)門外漢的肖斌，對心臟病知之甚少，但當(dāng)他了解到僅2015年全球就有1770萬人死于心血管疾病后，他覺得這個項目一定要做，還要做好。

但從哪里切入？卻成了難題。

9月中旬，肖斌召集項目組成員，在重慶郵電大學(xué)圖像認(rèn)知實驗室，針對如何選擇突破口召開了第一次研討會。

“超聲圖像可行嗎？平時我們對先天性心臟病的診斷主要是以超聲和心電圖檢查為主?！敝貞c醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院產(chǎn)科副主任醫(yī)師張俊輝問道。

肖斌搖了搖頭，說道：“檢測用的超聲波頻率屬于低頻，成像質(zhì)量差，信息損失太多，不利于數(shù)據(jù)分析?！?/p>

“那心電圖如何？”張俊輝又問。

“心電圖圖像清晰，確實不失為良好的數(shù)據(jù)材料。但心電圖成像所需的設(shè)備，以最便宜的心電背包為例，也要1萬元一臺，這與我們設(shè)想的輕量化模型相違背?！毙け笥謸u了搖頭。

第一次會議無疾而終，未能成功找尋到這把切開心臟的“手術(shù)刀”。

當(dāng)時正值換季，肖斌帶著發(fā)燒的兒子到醫(yī)院看病，門診醫(yī)生帶的聽診器讓他靈機一動：“以前經(jīng)驗老到的醫(yī)生，用聽診器就能給個預(yù)判，表明心音是能體現(xiàn)出心臟狀態(tài)的。”

第二天肖斌趕忙召開研討會，他的想法得到了其他成員的肯定。

心音是一種由心臟瓣膜的開關(guān)、肌腱和肌肉的舒張收縮、血流的沖擊以及血管壁振動而產(chǎn)生的復(fù)合音，可憑借心音中出現(xiàn)的雜音和畸變作為重要的心臟病診斷信息。

同時為了檢測心音成像效果，肖斌找來數(shù)字聽診器，連接上電腦，閉上雙眼，“咚、咚、咚”，心跳似乎越來越快，一串有規(guī)律的振動圖像也隨即出現(xiàn)在打印紙上。

“方向終于對了，這條路走得通！”團(tuán)隊成員大喜過望。

之后，每天早上8點，肖斌就到實驗室開展研究，待到晚上10點才走，甚至除夕夜也不休息。

終于，耗時整整兩年，肖斌帶領(lǐng)團(tuán)隊跑遍了重慶各大醫(yī)院，收集了560余例數(shù)據(jù)，建立了全球首個嬰幼兒心音數(shù)據(jù)庫，并使用在對100多名病人的檢測中，診斷正確率高達(dá)90%以上。

做別人沒做過的事

“國外已經(jīng)做了成人的診斷，而我想做別人沒做過的事?！毙け笳f道。

敢為人先，是肖斌的座右銘。

早在研三時期，肖斌作為第一作者就在SCI一區(qū)發(fā)表了一篇人工智能圖像認(rèn)知方向的論文，實現(xiàn)了陜西師范大學(xué)在該方向?qū)W術(shù)研究成果的零突破。

“當(dāng)時沒人想過研究生論文能發(fā)到一區(qū)?！痹谀莻€國際學(xué)術(shù)成果最快也要1年后才能在國內(nèi)圖書館看到的年代，肖斌看得已經(jīng)比其他人遠(yuǎn)。

預(yù)防嬰幼兒先天性心臟病也是同理?！耙嬲档拖忍煨孕呐K病胎兒的出生率，產(chǎn)前診斷是終極目標(biāo)，而這一領(lǐng)域在全球還屬于空白?！毙け笳f。

于是，2019年底，肖斌所在團(tuán)隊把視角延伸到了產(chǎn)前診斷。“24周大的胎兒，心臟只有指甲蓋這么大，超聲檢查精確度很低。”他介紹，胎兒和母親的心電信號混在一起，也不便于直接收集，最終他們想到了一條出路。

這條出路便是利用“心電信號分離+超聲圖像分析”多模態(tài)結(jié)合得出胎兒心電信號圖——在孕婦的肚皮上貼多個電極，收集母親腹部的心電數(shù)據(jù)，再將胎兒心電信號與母親的進(jìn)行分離。

這看似簡單，實則不易。

“一是分離的心電信號與胎兒是否匹配，二是患病者的小樣本數(shù)據(jù)收集困難。”提到現(xiàn)階段的難題，肖斌毫不避諱，“不僅我們難，全世界都面臨著同樣的問題。”

回憶起收集心音數(shù)據(jù)樣本時受到的質(zhì)疑，肖斌表示理解，有些嬰幼兒家屬懷有抵觸情緒，甚至還有個別醫(yī)生回嗆。

用人工智能技術(shù)來檢查每一個胎兒是否患先天性心臟病，難免會有例外情況。為了保證數(shù)據(jù)的有效性，肖斌團(tuán)隊深挖“小樣本、非平衡數(shù)據(jù)深度學(xué)習(xí)”基礎(chǔ)理論研究，組建了兩套全球最新的GPU計算平臺，用于圖片、視頻的深度學(xué)習(xí)，確?；疾☆惖男颖緮?shù)據(jù)在整體中的準(zhǔn)確率，從而實現(xiàn)理論成果的現(xiàn)實轉(zhuǎn)化。

“任重而道遠(yuǎn)?！毙け筇孤实卣f，要真正讓所有人通過自我產(chǎn)前檢測就能徹底排除先天性心臟病，還有非常遠(yuǎn)的距離，但他們會不懈努力。

如今38歲的肖斌，已經(jīng)是科學(xué)技術(shù)部“大數(shù)據(jù)智能計算”示范型國家國際科技合作基地副主任，擁有授權(quán)國家發(fā)明專利11項，美國發(fā)明專利兩項。2019年他又入選了“重慶青年英才·青年拔尖人才”。同事用“年輕有為”來形容他，他卻笑著說：“我只是癡迷人工智能罷了，擁有現(xiàn)在的成績，與重慶大力發(fā)展大數(shù)據(jù)智能化戰(zhàn)略密不可分?！?/p>

國慶假期結(jié)束后，肖斌將借調(diào)到北京繼續(xù)做科研。臨行前，看著實驗室長廊墻上張貼的論文成果，其中不少出自他的得意門生，他感到無比欣慰：“他們喜愛人工智能，也因為人工智能，看到了更高、更廣闊的平臺?！?/p>